Новости

17 марта, 2022 16:39

Учёные исследуют свойства наночастиц железа, образованных бактериями

Одной из проблем гидрометаллургии являются металлосодержащие отходы, загрязняющие окружающую среду. Уменьшить их негативное влияние можно с помощью биотехнологий, в частности, за счет использования сульфатредуцирующих бактерий, способных осаждать металлы. Микробиологи Томского государственного университета совместно с сотрудниками Института физики имени Л.В. Киренского СО РАН исследуют свойства одного из видов таких бактерий – Desulfovibrio, выделенную из сточных вод Челябинского металлургического комбината. В рамках проекта, поддержанного РНФ, учёные получат новые данные о магнитных свойствах наночастиц соединений железа, образованных бактериями-сульфатредукторами, что поможет экологично решать проблему отходов.
Источник: пресс-служба ТГУ

– Гидрометаллургический способ получения металлов включает дробление горных пород, их перемалывание и флотацию – когда в растворе происходит процесс разделения фракций за счёт их разной плотности, – поясняет заведующая кафедрой физиологии растений, биотехнологии и биоинформатики Биологического института ТГУ Ольга Карначук. – От размола остаются отходы, которые содержат различные химические элементы, в том числе опасные, например, у золота сопутствующим элементом часто является мышьяк.

После флотации также остаются отходы в виде жидкой взвеси, так называемые «хвосты». Они содержат металлы в концентрации, недостаточной для рентабельного извлечения. Для их хранения существуют специальные резервуары – хвостохранилища. Даже при правильном использовании на этих сооружениях случаются аварийные ситуации, которые сопровождаются утечками и серьёзным загрязнением окружающей среды. Не менее вредны и сточные воды обогатительных фабрик, содержащие тяжёлые металлы.

– Использование сульфатредуцирующих бактерий в гидрометаллургии способно экологично решать проблему отходов, – отмечает Ольга Карначук. – Микроорганизмы, осаждающие металлы, при взаимодействии с ними образуют нерастворимые соединения – сульфиды. В связанной форме металлы переходят в ту форму, в которой они находятся под землей и становятся не опасны для окружающей среды. При этом возможны разные варианты взаимодействия сульфатредукторов с отходами, например, можно пропустить отходы после флотации через биореактор либо применить микроорганизмы в ветландах (площадках, создаваемых для хранения отходов в естественных условиях). В целом ряде стран подобные подходы уже используются.

Источник: пресс-служба ТГУ

В рамках проекта, поддержанного РНФ (номер гранта 22-24-00601), микробиологи и физики намерены впервые изучить магнитные свойства бактерий Desulfovibrio. Для исследований будут применены современные методы, включая просвечивающую электронную микроскопию, совмещенную с элементным микроанализом, рентгеновскую дифракцию и спектроскопию рентгеновского поглощения, синхротронное излучение. Эти подходы позволят изучать объекты на более глубоком уровне и получать новые данные об их структуре и функциональных свойствах.   

– На предварительном этапе нам вместе с коллегами удалось создать хороший задел: были проведены исследования на синхротроне НИЦ «Курчатовский институт», – рассказывает руководитель проекта, научный сотрудник кафедры физиологии растений, биотехнологии и биоинформатики БИ ТГУ Ольга Иккерт. – В настоящее время проводится анализ полученных данных.

По словам учёных, они надеются провести исследования и на синхротроне СКИФ, который в настоящее время строится под Новосибирском. Планируется, что этот самый мощный синхротрон на планете будет построен до 2023 года.

Результаты исследований будут опубликованы в научной статье в одном из высокорейтинговых журналов с открытым доступом к материалам. Это позволит гидрометаллургическим предприятиям, заинтересованным в применении экологичных технологий, оценить потенциал метода и возможности его внедрения на своём производстве.

Исследования, проводимые микробиологами и физиками, будут способствовать решению одной из приоритетных задач СНТР – созданию новых подходов для преодоления такой глобальной проблемы, как загрязнение окружающей среды и истощение природных ресурсов.

Теги
Биология
14 октября, 2024
Разработан метод использования карьерных сточных вод для восстановления лесов
Российские ученые разработали метод использования карьерных сточных вод для выращивания саженцев с...
13 октября, 2024
РНФ представил на фестивале Наука 0+ светящиеся в темноте петунии
Светящиеся в темноте петунии стали одним из экспонатов, представленных Российским научным фондом (Р...